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標題: 卡爾·費迪南德·布勞恩（Karl Ferdinand Braun) [列印本頁]

作者: s85246le 時間: 2011-9-25 07:22:00 標題: 卡爾·費迪南德·布勞恩（Karl Ferdinand Braun)

卡爾·費迪南德·布勞恩（Karl Ferdinand Braun，1850年6月6日－1918年4月20日），德國物理學家，諾貝爾物理學獎獲得者，陰極射線管的發明者。

1850年6月6日，布勞恩出生在富爾達，父親是個公務員。1868年開始在德國馬爾堡大學學習數學和自然科學，1869年轉去柏林大學研究天線，1872年獲得物理學博士學位。
1873年，他通過國家中學教師考試，在萊比錫的一家中學教數學和自然科學，在那裡他同時進行對振蕩電流的科學研究。1874年，他發現某些金屬硫化物具有使電流單方向通過的特性，並利用半導體的這個特性製成了無線通信技術中不可或缺的檢波器，開創了人類研究半導體的先例[1]。
布勞恩先後在馬爾堡大學（1876年）、斯特拉斯堡大學（1880年）和卡爾斯魯厄大學（1883年）任物理學副教授和教授，1887年又應蒂賓根大學的邀請負責建立物理學研究所，1895年他回到斯特拉斯堡大學任物理研究所主任和教授，把主要精力用於進行電學研究。
發明陰極射線管（布勞恩管）

陰極射線管示意圖：
1. 極板網柵；2. 陽極；3. 偏轉線圈；4. 加熱器；
5. 陰極；6. 電子束；7. 聚集線圈；8. 熒光屏
布勞恩製造了第一個陰極射線管（縮寫CRT，俗稱顯像管）示波器。現在CRT被廣泛應用在電視機和計算機的顯示器上，在德語國家，CRT仍被稱為「布勞恩管」（德語：Braunsche Röhre）。
19世紀後半葉，電學發展到了鼎盛時期[1]。1858年，德國物理學家尤利烏斯·普呂克觀察到一種陰極熒光現象，1876年，德國物理學家哥爾茨坦[2]確認這一種陰極射線。在追蹤陰極射線的過程中，1895年，德國物理學家倫琴意外地發現了X光。1897年，英國物理學家湯姆森，對陰極射線進行了精確的實驗研究，並將其命名為「電子」。就是在這個背景下，19世紀90年代，當布勞恩得知人們正在研究陰極射線時，立即投身於這一新領域。
第一個陰極射線管誕生在1897年的德國卡爾斯魯厄。布勞恩在抽成真空的管子一端裝上電極（右圖中5），從陰極發射出來的電子在穿過通電電極時，因為受到靜電力影響聚成一束狹窄的射線，即電子束，稱為陰極射線（右圖中6），管子側壁分別擺放一對水平的和一對垂直的金屬平行板電極（右圖中3），水平的電極使得電子束上下垂直偏轉運動，垂直的電極使得電子束左右水平偏轉運動。管子的另一端均勻地塗上一層硫化鋅或其他礦物質細粉，做成熒光屏（右圖中8），電子束打在上面可以產生黃綠色的明亮光斑。隨著側壁上擺放的平行板電極電壓的變化，電子束的偏轉也隨之變化，從而在熒光屏上形成不同的亮點，稱為「掃描」。熒光屏上光斑的變化，呈現了控制電子束偏轉的平行板電極電壓的變化，也就是所研究電波的波動圖象，這是示波器的雛形和基礎，它使得對電波的直觀觀察成為可能。
布勞恩最初設計的陰極射線管還不十分完美，它只有一個冷陰極，管子也不是完全真空，而且要求十萬伏特的高壓來加速電子束，才能在熒光屏上夠辨認出受偏轉影響後的運動軌跡，此外，電磁偏轉也只有一個方向。但是工業界很快對布勞恩的這個發明產生了興趣，這使得陰極射線管得到了很好的繼續發展。1889年，布勞恩的助手澤奈克（Zenneck）為陰極射線管增加了另一個方向的電磁偏轉，此後又相繼發明了熱陰極和高真空。這使得陰極射線管不僅可以用在示波器上，1930年起成為了顯示器的重要部件，為後來電視、雷達和電子顯微鏡的發明奠定了重要基礎，如今仍被廣泛應用於計算機、電視機和示波器等的顯像器上。

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